美国用垂直钻孔抽放煤田瓦斯的经验

为了适应煤炭的大量需要,开采要逐渐加大速度地向深部和多瓦斯煤层发展,因此,仅依加大风量来将瓦斯浓度稀薄到安全限度日益困难。为此,一个替代方法是抽放煤层瓦斯。抽放煤层瓦斯的方法之一是在开采前从地面向煤层打垂直钻孔进行抽放。本文总结了匹茲堡和波林达斯3号两个主要煤层采用垂直钻孔抽放瓦斯的经验。并列举了     

在后退式长壁工作面采用穿层钻孔抽放瓦斯

<正>在后退式长壁开采作业中,只要条件允许,可用穿层钻孔代替地面垂直钻孔抽放采空区瓦斯.这是西弗吉尼亚北部开采匹兹堡煤层的一个煤矿与美国矿业局签订合同进行的研究项目.这项研究首次将这一技术用于匹兹堡煤层.从后退式长壁采区的平巷向采区上方打14个小直径斜钻孔,贯穿上覆煤层.所有钻孔均与瓦斯抽放管连接,由地面的瓦斯泵将采空区瓦斯抽出.在各个不同的长壁盘区开采阶段,穿层钻孔的瓦斯抽放率分别为7%至18%,而地面垂直钻孔的瓦斯抽放率是20%.穿层钻孔瓦斯抽放率低的原因是由于钻孔周围有裂隙,产生泄漏现象.     

顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯数值模拟

为了得到采取顺层长钻孔措施和顺层交错钻孔措施的瓦斯抽放效果,建立了顺层平行钻孔预抽煤层瓦斯数学模型,并采用有限体积法模拟计算出不同时刻钻孔周围煤体瓦斯压力分布与钻孔累计抽放瓦斯量。模拟结果表明,合理的顺层单向钻孔和顺层交错钻孔布置,对于预抽回采区域煤层瓦斯均取得良好效果;顺层钻孔抽放瓦斯效果与煤层渗透率、煤层原始瓦斯压力及煤层钻孔布置密切相关。     

单一高瓦斯低透气煤层采空区瓦斯抽放技术

分析了单一煤层高瓦斯低透气性煤层采空区瓦斯涌出量较其它煤层的特殊性,强调了此类煤层采空区瓦斯抽放的必要性。通过张集煤矿工作面现场实践,对采空区上向钻孔法的孔距、孔深、钻孔角度以及钻场留设等相关参数进行了详细研究,实践效果证明,此类煤层采空区采用上向钻孔法瓦斯抽放技术能从根本上解决采煤工作面上隅角瓦斯超限问题。     

平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究

预抽煤层瓦斯必须通过抽放钻孔来实现,钻孔的抽放半径是影响瓦斯抽放效果的重要因素,科学、合理地测量有效抽放半径是提高瓦斯抽放率的必要条件。运用瓦斯流量法,结合现场考察及实际测定数据分析,最终确定了平煤一矿丁6煤层钻孔瓦斯有效抽放半径,详细叙述了瓦斯流量法测定瓦斯抽放半径的测定步骤,对其他煤矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定具有一定的参考价值。     

瓦斯流量法在测定煤层瓦斯抽放影响半径中的应用

石港煤矿15号煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了指导石港煤矿消突工作面顺层抽放钻孔的合理布置,采用瓦斯流量法测量了石港煤矿15号煤层顺层钻孔抽放影响半径.结果表明:测试本煤层顺层钻孔的抽放影响半径时,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法.     

高突厚煤层上分层开采瓦斯综合治理技术

为了解决鹤煤公司八矿二1煤层顶分层开采期间因采空区瓦斯大量涌出造成工作面瓦斯超限的问题,根据煤层赋存条件和瓦斯涌出规律分析,提出了采用本煤层钻孔、穿层钻孔、上隅角埋管、顶板垂直钻孔、高位钻孔抽放综合抽放技术进行瓦斯治理。应用结果表明:该法不仅可以有效消除煤巷掘进过程中瓦斯突出危险性,还可以解决采面回采过程中瓦斯涌出和防突问题,保证了突出地区安全生产。多种抽放技术的综合应用,有效解决了工作面瓦斯超限问题,确保了矿井安全生产。     

顺层钻孔抽放半径测定技术研究与应用

抽放半径是瓦斯抽放钻孔布置的基础参数,采用相对瓦斯压力指标法对三软低透气性煤层进行顺层钻孔有效抽放半径和影响抽放半径的测定.研究表明:大平矿二1煤层顺层抽放钻孔按照3 m的间距布置最为合理,大大提高了抽放效率.     

钻孔预抽煤层瓦斯运移规律研究

为了研究钻孔预抽煤层瓦斯运移规律,首先采用分源预测法,对某煤矿工作面瓦斯进行预测,得出回采工作面瓦斯涌出以开采层瓦斯涌出为主。分析了瓦斯抽放可行性和未卸压瓦斯抽放难易程度,确定该矿煤层为可以抽采煤层。然后,采用Fluent数值模拟软件分析了不同抽采时间的抽采影响范围。研究得出:钻孔抽采负压对煤层抽采半径的影响不大;抽采时间和钻孔直径对煤层的抽采影响较明显。研究为煤矿瓦斯抽放钻孔参数设置提供了理论指导。     

赤孟博，边小涛

瓦斯事故严重影响了煤矿的安全生产,瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯事故重要的手段。为了对钻孔抽放煤层瓦斯运移规律进行深入研究,采用理论分析和Fluent数值模拟相结合的方法,在理论上研究了煤层瓦斯运移基本规律,主要研究了瓦斯在煤层中的运动方程、瓦斯的流动类型以及瓦斯流动的数学模型,然后采用Fluent数值模拟软件,模拟分析了瓦斯抽钻孔在不同抽放负压、不同抽放时间下的煤层压力分布变化情况。研究为瓦斯抽放钻孔合理参数设计提供理论基础。     

本煤层顺层钻孔抽放影响半径的测定研究

为了测定顺层钻孔的抽放影响半径,指导矿井的瓦斯抽放和消突工作,将钻孔瓦斯流量作为考察指标,在寺家庄矿15号煤层进行测定研究,结果表明:瓦斯流量法易于考察,能够快速、准确地测定出本煤层顺层钻孔的抽放影响半径。     

钻孔抽放煤层瓦斯运移规律研究

瓦斯事故严重影响了煤矿的安全生产,瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯事故重要的手段。为了对钻孔抽放煤层瓦斯运移规律进行深入研究,采用理论分析和Fluent数值模拟相结合的方法,在理论上研究了煤层瓦斯运移基本规律,主要研究了瓦斯在煤层中的运动方程、瓦斯的流动类型以及瓦斯流动的数学模型,然后采用Fluent数值模拟软件,模拟分析了瓦斯抽钻孔在不同抽放负压、不同抽放时间下的煤层压力分布变化情况。研究为瓦斯抽放钻孔合理参数设计提供理论基础。     

穿层钻孔瓦斯抽采半径效果考察研究

钻孔间距是影响瓦斯抽放效果的重要因素,钻孔间距过大,在抽放范围内容易形成抽放盲区,达不到消突的目的,钻孔间距过小,容易造成人力、物力的浪费。采用压降法进行瓦斯抽采半径考察,得出瓦斯有效抽放半径结论。通过该项目确定:(1)C23、C25煤层穿层瓦斯抽采钻孔有效有效半径,从而确定我矿井C25煤层顺槽预抽条带钻孔的抽采有效半径;(2)确定需要抽采的各煤层各项瓦斯参数,通过实地测定计算得出。根据得出的各项参数(煤层的透气性系数、瓦斯含量等)计算出理论的瓦斯抽采半径;(3)最后确定实际的瓦斯抽采半径。     

梅河煤矿三井5109采区深部瓦斯综合治理技术

梅河煤矿三井5109采区急倾斜煤层深部瓦斯涌出规律,制订了一套包括顶板穿层钻孔预抽及边采边抽区域煤层瓦斯、顺层交叉钻孔抽采区域煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区及煤层顶板裂隙带瓦斯、高位尾巷埋管抽采采空区瓦斯、顺层下向钻孔边采边抽、全封闭采空区瓦斯抽采的急倾斜煤层分层开采瓦斯治理技术措施。现场应用表明,该技术较好地解决了急倾斜煤层综放工作面的瓦斯问题。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021中工作面进行分析和试验,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术方案。介绍了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限和采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题。     

本煤层瓦斯抽放效果研究

瓦斯抽放在我国一直以来都是行之有效的瓦斯治理手段,按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯,但本煤层抽放瓦斯方法在透气性低的煤层效果并不理想。根据现场试验和理论分析,针对低透气性煤层,认为采用交叉钻孔预抽瓦斯前对煤体实施深孔控制预裂爆破可更好地提高本煤层瓦斯抽放效果。     

本煤层未卸压钻孔瓦斯抽放

本煤层未卸压钻孔抽放,是煤矿生产系统中不可缺少的环节,由于煤层的天然透气系数不同,抽排瓦斯的效果也不同。本文介绍了采用煤体注水法均匀释放瓦斯,增加卸压孔和瓦斯释放孔,穿层钻孔抽放,顺层钻孔抽放,增加煤体透气性,使煤体卸压,达到瓦斯释放效果。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021(中)工作面进行试验研究,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术。通过理论分析和现场试验相结合,确定了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限问题,采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题,并确定了适合鹤煤八矿的相关抽放钻孔布置参数。     

关于测定煤层瓦斯抽放影响半径的试验研究

钻孔抽放影响半径关系抽放方法的选择、钻孔布置参数以及对抽放效果的考察。测定结果的准确性对矿井瓦斯抽放具有重要意义。通过分析抽放半径测试方法及原理,根据芦岭矿实际情况,采用了压降法对芦岭煤矿8煤层瓦斯抽放半径进行试验研究。结果表明：采用压降法测定钻孔的抽放影响半径是一种行之有效的方法,为抽放钻孔的设计提供了科学依据,提高了瓦斯抽放效果。     

基于Comsol的瓦斯抽放半径研究

煤层钻孔抽放瓦斯在煤与瓦斯突出矿井工作面的消突中起到非常重要作用,煤层钻孔有效抽放半径在抽放设计中是至关重要的设计参数,本文基于有限元软件Comsol对煤层钻孔周围的应力场和瓦斯压力分布进行了模拟计算,在此基础上分析了煤层钻孔的有效抽放半径,研究表明抽采负压对瓦斯抽放半径的影响很小,可为煤层钻孔抽放瓦斯提供借鉴。